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C#多线程之任务的用法详解

Parallel类(https://www.jb51.net/article/244267.htm)的并行任务需要结束后才能运行后面的代码，如果想不等结束后在开始动作，可以使用Task类更好地控制并行动作。
任务表示应完成的某个工作单元。这个工作单元可以在单独的线程中运行，也可以以同步方式启动一个任务，这需要等待主调线程。使用任务不仅可以获得一个抽象层，还可以对底层线程进行很多控制。
任务相对Parallel类提供了非常大的灵活性。例如，可以定义连续的工作——在一个任务完成后该执行什么工作。这可以根据任务成功与否来分。还可以在层次结构中安排任务。例如，父任务可以创建新的子任务。

一.启动任务

要启动任务，可以使用TaskFactory类或Task类的构造函数和Start()方法。Task类的构造函数在创建任务上灵活性比较大。
在启动任务时，会创建Task类的一个实例，利用Action或Action<T>委托(不带参数或带一个参数)，可以指定应运行的代码。

1.使用线程池的任务

线程池提供了一个后台线程的池(后面详细介绍了线程池)。线程池独自管理线程，根据需要增加或减少线程池中的线程数。线程池中的线程用于实现一些动作，之后仍然返回线程池中。
下面介绍创建线程池的任务的四种方法：
先定义一个要调用使用的方法：

　　//避免写入控制台的操作交叉，这里使用lock关键字同步
      static object taskMethodLock = new object();
      static void TaskMethod(object title)
      {
          lock (taskMethodLock)
          {
              Console.WriteLine(title);
              Console.WriteLine("task id:{0},thread:{1}",Task.CurrentId,Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
              Console.WriteLine("is pooled thread:{0}",Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);
              Console.WriteLine("is background thread:{0}",Thread.CurrentThread.IsBackground);
          }
      }

(1).使用实例化的TaskFactory类，把TaskMethod方法和TaskMethod方法的参数传递给StartNew方法：

　　　　var tf = new TaskFactory();
　　　　Task t1 = tf.StartNew(TaskMethod,"using a task factory");

(2).使用Task类的静态属性Factory来访问TaskFactory，以调用StartNew()方法。类似第一种，也使用了工厂，但对工厂的控制没那么全面。

　　　　Task t2 = Task.Factory.StartNew(TaskMethod,"using factory via a task");

(3).使用Task的构造函数。实例化Task对象时任务不会执行，只是指定Created状态。接着调用Start()方法，启动任务。

　　　　Task t3 = new Task(TaskMethod,"using a task constructor and Start");
　　　　t3.Start();

(4).直接调用Task类的Run()方法启动任务。Run()方法没有传递带参数委托的版本，可以通过传递lambda表达式。

　　　Task t4 = Task.Run(()=> TaskMethod("using Run method"));

　　static void Main(string[] args)
      {
          var tf = new TaskFactory();
          Task t1 = tf.StartNew(TaskMethod,"using a task factory");

          Task t2 = Task.Factory.StartNew(TaskMethod,"using factory via a task");

          Task t3 = new Task(TaskMethod,"using a task constructor and Start");
          t3.Start();

          Task t4 = Task.Run(()=> TaskMethod("using Run method"));

          Console.ReadKey();
      }

2.同步任务

任务不一定使用线程池中的线程，也可以使用其它线程。任务也可以同步运行，以相同的线程作为主调线程。
示例：

　　　　　　static void RunSyncTask()
          {
              TaskMethod("main thread");
              var t = new Task(TaskMethod,"run sync");
              t.RunSynchronously();
          }

输出：

上面代码先在主线程上直接调用TaskMethod方法，然后在创建的Task上调用。从输出看到，主线程是一个前台线程，没有任务ID，也不是线程池中的线程。调用RunSynchronously方法时，会使用相同的线程，会创建一个任务。

3.使用单独线程的任务

上面将到的任务虽然不是线程池中的线程，但使用的是主线程，不是单独的，不能实现异步。
如果任务的代码应该长时间运行，就应该使用TaskCreationOptions.LongRunning告诉任务调度器创建一个新的单独线程，而不是线程池中的线程。这个线程可以不由线程池管理。当线程来自线程池时，任务调度器可以决定等待已经运行的任务完成，然后使用这个线程，而不是在线程池中创建一个新线程。对于长时间运行的线程，任务调度器会立即知道等待它们完成是不明智的做法，会创建一个新的线程。
示例：

static void LongRunTask()
          {
              var t = new Task(TaskMethod,"long running",TaskCreationOptions.LongRunning);
              t.Start();
          }

输出：

二.任务的结果————Future

任务结束时，可以把一些有用的状态信息写入共享对象中。这个共享对象必须是线程安全的。另一个选项是使用返回某个结果的任务。这种任务也叫future,因为它在将来返回一个结果。这需要使用Task类的一个泛型版本。使用这个类可以定义任务返回的结果的类型。
示例：
使用泛型类Task<TResult>，TResult是返回类型。通过构造函数，把方法传递给Func委托，第二个参数是委托的参数。

　　　　　　static void Main(string[] args)
          {
              var t = new Task<Tuple<int, int>>(TaskWithResult,Tuple.Create<int,int>(8,3));
              t.Start();
              Console.WriteLine(t.Result);
              t.Wait();
              Console.WriteLine("result from task:{0},{1}", t.Result.Item1, t.Result.Item2);

              Console.ReadKey();
          }

由任务来调用来返回结果的方法可以声明为任何类型。

static Tuple<int, int> TaskWithResult(object o)
      {
          Tuple<int, int> div = (Tuple<int, int>)o;
          int result = div.Item1 / div.Item2;
          int reminder = div.Item1 % div.Item2;
          Thread.Sleep(10000);
          return Tuple.Create<int, int>(result,reminder);
      }

这里使用了元组(https://www.jb51.net/article/244045.htm).

三.连续的任务

通过任务，可以指定在任务完成后，应接着运行另一个特定任务。例如，一个使用前一个任务的结果的新任务，如果前一个任务失败了，这个任务就应执行一些清理工作。
任务处理程序（前一个任务）或者不带参数，或者带一个对象参数，而连续处理程序有一个Task类型的参数，这里可以访问前一个任务的相关信息。
示例：

//一个任务结束时，可以启动多个任务，连续任务也可以有另一个连续的任务。
      static void Main(string[] args)
      {
          Task t1 = new Task(DoFirst);
          Task t2 = t1.ContinueWith(DoSecond);
          Task t3 = t1.ContinueWith(DoSecond);
          Task t4= t2.ContinueWith(DoSecond);
          t1.Start();
          Console.ReadKey();

      }


      static void DoFirst()
      {
          Console.WriteLine("do some task:{0}",Task.CurrentId);
          Thread.Sleep(3000);
      }
      static void DoSecond(Task t)
      {
          Console.WriteLine("task {0} finished",t.Id);
          Console.WriteLine("this task id:{0}",Task.CurrentId);

      }

无论前一个任务是如何结束，前面的连续任务总是在前一个任务结束时启动。使用TaskContinuationOptions枚举中的值，可以指定，连续任务只有在任务成功或失败时启动。

　　　　Task t5 = t1.ContinueWith(DoSecond,TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted);

四.任务的层次结构

利用任务连续性，可以在一个任务结束后启动另一个任务。任务也可以构成一个层次结构。在一个任务中启动一个新的任务时，就启动了一个父/子层次结构。取消父任务，也会取消子任务。
创建子任务与创建父任务的代码相同，唯一区别就就是子任务从另一个任务内部创建。
示例：

static void Main(string[] args)
      {
          Task t = new Task(ParentTask);
          t.Start();
          Console.ReadKey();

      }

      static void ParentTask()
      {
          Console.WriteLine("parent task id:{0}",Task.CurrentId);
          var child = new Task(ChildTask);
          child.Start();
          Console.WriteLine("parent  create child");
      }

      static void ChildTask()
      {
          Console.WriteLine("child task");
          
      }

如果父任务在子任务之前结束，父任务的状态就是WaitingForChildrenToComplete。所有子任务也结束时，父任务的状态就是RanToCompletion.

关于C#多线程之任务的文章就介绍到这了。希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持编程宝库。

下一节：C#多线程之取消架构介绍

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